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如何利用緩存提高ASP.NET網站速度

2013-11-13 10:02:21  來源: .NET編程 

  ASPNET提供三種主要形式的緩存頁面級輸出緩存用戶控件級輸出緩存(或稱為片段緩存)和緩存API輸出緩存和片段緩存的優點是非常易於實現在大多數情況下使用這兩種緩存就足夠了而緩存API則提供了額外的靈活性(實際上是相當大的靈活性)可用於在應用程序的每一層利用緩存本文全面介紹了這三種緩存技術在系統各層中的應用

  在ASPNET提供的許多特性中緩存支持無疑是我最欣賞的特性我這樣說當然是有充分理由的相比ASPNET的所有其他特性緩存對應用程序的性能具有最大的潛在影響利用緩存和其他機制ASPNET開發人員可以接受使用開銷很大的控件(例如DataGrid)構建站點時的額外開銷而不必擔心性能會受到太大的影響為了在應用程序中最大程度地利用緩存您應該考慮在所有程序級別上都實現緩存的方法

  Steve的緩存提示

  盡早緩存經常緩存

  您應該在應用程序的每一層都實現緩存向數據層業務邏輯層UI或輸出層添加緩存支持內存現在非常便宜因此通過以智能的方式在整個應用程序中實現緩存可以獲得很大的性能提高

  緩存可以防止許多過失

  緩存是一種無需大量時間和分析就可以獲得足夠良好的性能的方法這裡再次強調內存現在非常便宜因此如果您能通過將輸出緩存而不是花上一整天甚至一周的時間嘗試優化代碼或數據庫就可以獲得所需的性能您肯定會選擇緩存解決方案(假設可以接受秒的舊數據)緩存正是那些利用%付出獲得%回報的特性之一因此要提高性能應該首先想到緩存不過如果設計很糟糕最終卻有可能帶來不良的後果因此您當然也應該盡量正確地設計應用程序但如果您只是需要立即獲得足夠高的性能緩存就是您的最佳選擇您可以在以後有時間的時候再重新設計應用程序

  頁面級輸出緩存

  作為最簡單的緩存形式輸出緩存只是在內存中保留為響應請求而發送的HTML的副本其後再有請求時將提供緩存的輸出直到緩存到期這樣性能有可能得到很大的提高(取決於需要多少開銷來創建原始頁面輸出發送緩存的輸出總是很快並且比較穩定)

  實現

  要實現頁面輸出緩存只要將一條OutputCache指令添加到頁面即可

  <%@ OutputCache Duration= VaryByParam=* %>

  如同其他頁面指令一樣該指令應該出現在ASPX頁面的頂部即在任何輸出之前它支持五個屬性(或參數)其中兩個是必需的

  Duration 必需屬性頁面應該被緩存的時間以秒為單位必須是正整數

  Location 指定應該對輸出進行緩存的位置如果要指定該參數則必須是下列選項之一AnyClientDownstreamNoneServer或ServerAndClient

  VaryByParam 必需屬性Request中變量的名稱這些變量名應該產生單獨的緩存條目none表示沒有變動*可用於為每個不同的變量數組創建新的緩存條目變量之間用;進行分隔

  VaryByHeader 基於指定的標頭中的變動改變緩存條目

  VaryByCustom 允許在globalasax中指定自定義變動(例如Browser

  利用必需的Duration和VaryByParam選項的組合可以處理大多數情況例如如果您的產品目錄允許用戶基於categoryID和頁變量查看目錄頁您可以用參數值為categoryID;page的VaryByParam將產品目錄緩存一段時間(如果產品不是隨時都在改變一小時還是可以接受的因此持續時間是秒)這將為每個種類的每個目錄頁創建單獨的緩存條目每個條目從其第一個請求算起將維持一個小時

  VaryByHeader和VaryByCustom主要用於根據訪問頁面的客戶端對頁面的外觀或內容進行自定義同一個URL可能需要同時為浏覽器和移動電話客戶端呈現輸出因此需要針對不同的客戶端緩存不同的內容版本或者頁面有可能已經針對IE進行了優化針對Netscape或Opera則應取消這種優化功能後一個例子非常普遍我們將提供一個說明如何實現此目標的示例

  示例VaryByCustom用於支持浏覽器自定義

  為了使每個浏覽器都具有單獨的緩存條目VaryByCustom的值可以設置為browser此功能已經內置在緩存模塊中並且將針對每個浏覽器名稱和主要版本插入單獨的頁面緩存版本

  <%@ OutputCache Duration= VaryByParam=None VaryByCustom=browser%>

  片段緩存用戶控件輸出緩存

  更多選項

  除了上面提到的依賴項我們還可以指定項的優先級(依次為lowhighNotRemovable它們是在SystemWebCachingCacheItemPriority枚舉中定義的)以及當緩存中的對象到期時調用的CacheItemRemovedCallback函數大多數時候默認的優先級已經足夠了緩存引擎可以正常完成任務並處理緩存的內存管理CacheItemRemovedCallback選項考慮到一些很有趣的可能性但實際上它很少使用不過為了說明該方法我將提供它的一個使用示例

  CacheItemRemovedCallback示例

  SystemWebCachingCacheItemRemovedCallback callback = new SystemWebCachingCacheItemRemovedCallback (OnRemove);

  CacheInsert(keymyFilenull

  SystemWebCachingCacheNoAbsoluteExpiration

  TimeSpanZero

  SystemWebCachingCacheItemPriorityDefault callback);

  

  public static void OnRemove(string key object cacheItem

  SystemWebCachingCacheItemRemovedReason reason)

  {

  AppendLog(The cached value with key + key +

   was removed from the cache Reason: +

  reasonToString());

  }

  該示例將使用AppendLog()方法中定義的任何邏輯來記錄緩存中的數據到期的原因通過在從緩存中刪除項時記錄這些項並記錄刪除的原因您可以確定是否在有效地使用緩存或者您是否可能需要增加服務器上的內存注意callback是一個靜態(在VB中為Shared)方法建議使用該方法的原因是如果不使用它保存回調函數的類的實例將保留在內存中以支持回調(對static/Shared方法則沒有必要)

  該特性有一個潛在的用處在後台刷新緩存的數據這樣用戶永遠都不必等待數據被填充但數據始終保持相對較新的狀態但實際上此特性並不適用於當前版本的緩存API因為在從緩存中刪除緩存的項之前不觸發或不完成回調因此用戶將頻繁地發出嘗試訪問緩存值的請求然後發現緩存值為空不得不等待緩存值的重新填充我希望在未來的ASPNET版本中看到一個附加的回調可以稱為CachedItemExpiredBut

  NotRemovedCallback如果定義了該回調則必須在刪除緩存項之前完成執行

  緩存數據引用模式

  每當我們嘗試訪問緩存中的數據時都應該考慮到一種情況那就是數據可能已經不在緩存中了因此下面的模式應該普遍適用於您對緩存的數據的訪問在這種情況下我們假定已緩存的數據是一個數據表

  public DataTable GetCustomers(bool BypassCache)

  {

  string cacheKey = CustomersDataTable;

  object cacheItem = Cache[cacheKey] as DataTable;

  if((BypassCache) || (cacheItem == null))

  {

  cacheItem = GetCustomersFromDataSource();

  CacheInsert(cacheKey cacheItem null

  DateTimeNowAddSeconds(GetCacheSecondsFromConfig(cacheKey) TimeSpanZero);

  }

  return (DataTable)cacheItem;

  }

  關於此模式有以下幾點需要注意

  ) 某些值(例如cacheKeycacheItem和緩存持續時間)是一次定義的並且只定義一次

  ) 可以根據需要跳過緩存例如當注冊一個新客戶並重定向到客戶列表後最好的做法可能就是跳過緩存用最新數據重新填充緩存該數據包括新插入的客戶

  ) 緩存只能訪問一次這種做法可以提高性能並確保不會發生NullReferenceExceptions因為該項在第一次被檢查時是存在的但第二次檢查之前就已經到期了

  ) 該模式使用強類型檢查C#中的as運算符嘗試將對象轉換為類型如果失敗或該對象為空則只返回null(空)

  ) 持續時間存儲在配置文件中在理想的情況下所有的緩存依賴項(無論是基於文件的或是基於時間的還是其他類型的依賴項)都應該存儲在配置文件中這樣就可以進行更改並輕松地測量性能我還建議您指定默認緩存持續時間而且如果沒有為所使用的cacheKey指定持續時間就讓GetCacheSecondsFromConfig()方法使用該默認持續時間

  與本文相關的代碼示例(CachedDemomsi參見本書示例光盤)是一個helper類它將處理上述所有情況可以只書寫一行或兩行代碼訪問緩存的數據

  小結

  緩存可以使應用程序的性能得到很大的提高因此在設計應用程序以及對應用程序進行性能測試時應該予以考慮應用程序總會或多或少地受益於緩存當然有些應用程序比其他應用程序更適合使用緩存對ASPNET提供的緩存選項的深刻理解是任何ASPNET開發人員應該掌握的重要技巧

  緩存整個頁面通常並不可行因為頁面的某些部分是針對用戶定制的不過頁面的其他部分是整個應用程序共有的這些部分最適合使用片段緩存和用戶控件進行緩存此外菜單和其他布局元素尤其是那些從數據源動態生成的元素也可以用這種方法進行緩存

  如果需要可以按以下條件選擇需要緩存的控件

  ()某控件的屬性已改變

  ()由頁面級輸出緩存所支持的任何一種頁面或控件狀態改變

  一旦對某些控件進行了緩存使用它們的幾百個頁面就可以共享這些控件而不再需要為每個頁面保留單獨的控件緩存版本

  實現

  片段緩存使用的語法與頁面級輸出緩存一樣但其應用於用戶控件(ascx文件)而不是Web窗體(aspx文件)除了Location屬性對於OutputCache在Web窗體上支持的所有屬性用戶控件也同樣支持用戶控件還支持名為VaryByControl的OutputCache屬性該屬性將根據用戶控件(通常是頁面上的控件例如DropDownList)的成員的值改變該控件的緩存如果指定了VaryByControl可以省略VaryByParam最後在默認情況下對每個頁面上的每個用戶控件都單獨進行緩存不過如果一個用戶控件不隨應用程序中的頁面改變並且在所有頁面都使用相同的名稱則可以設置參數Shared的值為true該參數將使用戶控件的緩存版本供引用該控件的所有頁面使用

  示例

  <%@ OutputCache Duration= VaryByParam=* %>

  該示例將緩存用戶控件並且將針對查詢字符串的每個變動針對此控件所在的每個頁面創建單獨的緩存條目

  <%@ OutputCache Duration= VaryByParam=none

  VaryByControl=CategoryDropDownList %>

  該示例將緩存用戶控件並且將針對CategoryDrop

  DownList控件的每個不同的值針對此控件所在的每個頁面創建單獨的緩存條目

  <%@ OutputCache Duration= VaryByParam=none VaryByCustom=browser

  Shared=true %>

  最後該示例將緩存用戶控件並且將針對每個浏覽器名稱和主要版本創建一個緩存條目然後每個浏覽器的緩存條目將由引用此用戶控件的所有頁面共享(只要所有頁面都用相同的ID引用該控件即可)

  緩存API使用Cache對象

  頁面級和用戶控件級輸出緩存的確是一種可以迅速而簡便地提高站點性能的方法但是在ASPNET中緩存的真正靈活性和強大功能是通過Cache對象提供的使用Cache對象您可以存儲任何可序列化的數據對象基於一個或多個依賴項的組合來控制緩存條目到期的方式這些依賴項可以包括自從某對象被緩存後經過的時間自從某對象上次被訪問後經過的時間對文件或文件夾的更改以及對其他緩存對象的更改在略作處理後還可以包括對數據庫中特定表的更改

  在Cache中存儲數據

  在Cache中存儲數據的最簡單的方法就是使用一個鍵為其賦值就像HashTable或Dictionary對象一樣

  Cache[key] = value;

  這種做法將在緩存中存儲項同時不帶任何依賴項因此它不會到期除非緩存引擎為了給其他緩存數據提供空間而將其刪除要包括特定的緩存依賴項可使用Add()或Insert()方法其中每個方法都有幾個重載Add()和Insert()之間的唯一區別是Add()返回對已緩存對象的引用而Insert()沒有返回值(在C#中為空在VB中為Sub)

  示例

  CacheInsert(key myXMLFileData new

  SystemWebCachingCacheDependency(ServerMapPath(usersxml)));

  該示例可將文件中的xml數據插入緩存無需在以後請求時從文件讀取CacheDependency的作用是確保緩存在文件更改後立即到期以便可以從文件中提取最新數據重新進行緩存如果緩存的數據來自若干個文件還可以指定一個文件名的數組

  CacheInsert(dependentkey myDependentData new

  SystemWebCachingCacheDependency(new string[] {} new string[]

  {key}));

  該示例可插入鍵值為key的第二個數據塊(取決於是否存在第一個數據塊)如果緩存中不存在名為key的鍵或者如果與該鍵相關聯的對象已到期或被更新dependentkey的緩存條目將到期

  CacheInsert(key myTimeSensitiveData null

  DateTimeNowAddMinutes() TimeSpanZero);

  絕對到期此示例將對受時間影響的數據緩存一分鐘一分鐘過後緩存將到期注意絕對到期和滾動到期(見下文)不能一起使用

  CacheInsert(key myFrequentlyAccessedData null

  SystemWebCachingCacheNoAbsoluteExpiration

  TimeSpanFromMinutes());

  動態滾動到期此示例將緩存一些頻繁使用的數據數據將在緩存中一直保留下去除非數據未被引用的時間達到了一分鐘注意動態滾動到期和絕對到期不能一起使用


From:http://tw.wingwit.com/Article/program/net/201311/12353.html
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